「生分解性プラスチック」の特徴と活用事例、廃棄後の分解性に着目した代替プラスチックとは

INTERVIEW

三菱ケミカル株式会社
ポリエステルユニット市場開発セクション
マネジャー 渡辺 佳那子

プラスチックは軽く、耐水性があり、加工もしやすいという特徴から、ペットボトル、買い物袋など使い捨て製品に多く使われていますが、リサイクル率の低さや投棄などによりプラスチックごみ問題は深刻化されています。この問題への一つの取り組みとして代替プラスチックの研究開発が行われています。今回は、代替プラスチックの中でも生分解性プラスチックに注目し、その開発を行っている三菱ケミカル株式会社に同社の生分解性プラスチックの特徴と活用事例、生分解性プラスチック普及の課題についてお話を伺いました。

全世界で年間4億トンのプラスチックが生産されており、近年、プラスチックが地球環境に与える悪影響が問題視されています。プラスチックはさまざまな製品に使われていますが、軽く、安く、耐水性があり、加工もしやすいという特徴から、ペットボトル、買い物袋、食品トレー、弁当のケース、カップ、ストローなど、使い捨て製品として世界中で使われています。これがCO2問題とのプラスチックごみ問題を引き起こしています。

一度使っただけでゴミになったプラスチックの一部は、環境意識の低い人たちによって、投棄されてしまいます。海岸や川などの水辺で投棄されたプラスチックは海洋に流出し、海の中を漂います。近年では、全世界合計で年間約800万トンものプラスチックが海洋に流出しているそうです。やがてそれらは小さな破片(マイクロプラスチック)となり、海の生態系に悪影響を与えます。魚やウミガメ、海鳥などの体内からプラスチックが見つかっているという報告も多くあります。

かといって、焼却処理をすれば問題ないというわけでもありません。プラスチックは燃やすと地球温暖化の原因となる温室効果ガス(CO2)が多く発生してしまいます。

リサイクルが進んでいるのでは?という意見もあるかもしれません。しかしきちんとリサイクルされているのはプラスチックの中でペットボトルと一部の食品トレーのみで、プラスチック全体の14%に過ぎないのが現状です。

そのため、プラスチック製品を紙製品などに置き換える脱プラスチック、または環境に配慮した新素材の代替プラスチックを開発する動きが世界中で活発になっています。それに取り組む企業の一社が、三菱ケミカル株式会社です。

環境への負荷軽減と利便性を両立した「持続可能なプラスチック」を実現する技術と、それによって目指す持続可能な社会とはどのようなものでしょうか。三菱ケミカル株式会社 サスティナブルポリマーズセクター ポリエステルユニット市場開発セクションマネジャーの渡辺佳那子(わたなべ・かなこ)氏に伺いました。


代替プラスチックの種類と、生分解性プラスチックの特徴

代替プラスチックの種類、「バイオマスプラスチック」と「生分解性プラスチック」

代替プラスチックには、大きく2種類があります。1つは、原料に着目したもので、「バイオマスプラスチック」がそれに当たります。石油から作るのではなく、植物からプラスチックを作ります。そのメリットは、枯渇することはなくサステナブルであること、植物が生育する際にCO2を吸収するため、カーボンニュートラルへ貢献ができます。

もう1つは、廃棄後の分解性に着目したもので、「生分解性プラスチック」がそれに当たります。土中や海中で、バクテリアなどの微生物によって分解されるため、廃棄後に、土中に残り続ける問題や、海洋プラスチックの問題を小さくできます。

バイオプラスチックには、バイオマスプラスチックと生分解性プラスチックがあり、バイオマスだが生分解性ではない、石油由来だが生分解性である、などの組み合わせが存在します。

生分解性プラスチックの一つ、ポリブチレンサクシネート(PBS)の特徴

同社は、1980年代から生分解性プラスチックの開発を始め、およそ20年かけて商品開発を行いました。生分解性プラスチックは現在さまざまな種類が開発されていますが、PBS(ポリブチレンサクシネート)は2つの原料からなる脂肪族ポリエステル樹脂の一種であり、自然界の土中の微生物の力で水と二酸化炭素に自然に分解される生分解性プラスチックです。PBSは、一般的な生分解性樹脂の中では高い耐熱性を持ち、他の生分解性プラスチックとの相溶性も高いという特徴を有しています。

「コハク酸と1,4-ブタンジオールはどちらも一般的には石油を原料に作られる物質です。三菱ケミカルは、この原料の1つであるコハク酸を、サトウキビ、キャッサバ、トウモロコシなどの植物から製造されたバイオコハク酸を用いてバイオ原料由来のPBSを製造することに成功し、基本特許(参考情報1)を取得しました」と渡辺氏は言います。

生産は、PTT Global Chemical Public Company Limited(PTTGC社、本社:タイ・バンコク)と折半出資子会社のPTT MCC Biochem Company Limited(PTT MCC Biochem社、本社:タイ・バンコク)にて2017年より植物由来のコハク酸と1,4ブタンジオールからなるバイオPBSの商業生産を行っています。

2016年1月には米FDAの「食品接触物質の届出(FCN)」制度に関する認証を取得。世界での採用が始まりました。

PBS(ポリブチレンサクシネート)は、同じ生分解性プラスチックであるPBAT(ポリブチレンアジペートテレフタレート樹脂)、PLA(ポリ乳酸)に比べ、生分解性、低温ヒートシール性、相溶性、耐熱性、柔軟性に優れる(提供:三菱ケミカル株式会社)
PBS(ポリブチレンサクシネート)は、同じ生分解性プラスチックであるPBAT(ポリブチレンアジペートテレフタレート樹脂)、PLA(ポリ乳酸)に比べ、生分解性、低温ヒートシール性、相溶性、耐熱性、柔軟性に優れる(提供:三菱ケミカル株式会社)


生分解性プラスチックの活用事例、紙カップやショッピングバックに採用

同社のバイオPBSは、成分のおよそ半分を占めるコハク酸の原料となる植物が生育する際に、CO2を吸収するため、大気中のCO2濃度の上昇抑制に貢献します。

こうした地球に優しいプラスチックであるため、環境意識の高い企業で製品への採用がなされています。世界90か国3万店以上を展開するスターバックスは、環境に優しいカップ開発を目指して、北米と英国の一部の店舗でホットドリンク用の紙カップをラミネートするフィルムにバイオPBSをテスト使用しました。100℃近くまでの耐熱性を有するため、ホットドリンク用に使用可能です。

また、日本紙パルプ商事も、2018年10月よりバイオPBSを表面のラミネートに用いた紙コップの販売を行っています。

世界19か国に直営店を展開する日本のアパレルブランドであるコム・デ・ギャルソンでは、2019年から、年間数百万枚のショッピングバックやランピング袋すべてにバイオPBSを採用しています。

「多くの企業様から生分解性プラスチックへの関心が寄せられるようになったのは、2017年頃。国連総会でSDGsの指標枠組みが承認され、環境問題に対する企業の姿勢が大きく変わったように感じました」(渡辺氏)

バイオPBSを表面のラミネートに用いた紙コップ
バイオPBSを表面のラミネートに用いた紙コップ


生ゴミ回収に使うプラスチック袋に採用することで「堆肥化循環」へ

バイオPBSは従来のプラスチックの代わりに使用するだけで枯渇性資源利用抑制とカーボンニュートラルへの貢献できるというメリットがありますが、さらに環境に優しく、便利な使い方としては、コンポスト(堆肥を作れる生ごみ処理機)を使用している家庭などで、コンポストの材料として生ゴミと一緒に処理することです。

自治体によってごみの回収形態は異なりますが、一部の自治体では生ゴミ回収を行っています。その場合、各ご家庭では生ゴミをプラスチック袋に集めて収集場所に出しますが、収集され堆肥化設備に投入する前に袋と生ごみを分別しなければならず、プラスチック袋は可燃ゴミとして別で焼却処理されます。

しかし生ゴミを入れる袋に生分解性プラスチックを使用すれば、袋ごと堆肥化設備に投入すればよいわけです。この場合、袋は生分解されるため、焼却する場合に比べて作業性や衛生面も改善されます。

「これまではプラスチック食品のパッケージやカトラリーのゴミもリサイクルすることが望ましいとされてきましたが、使用後の洗浄や分別が大変なゴミをリサイクルするのは非常に困難です。一方、BioPBS(R)なら食べ残しと一緒にコンポスト設備に入れるだけ。リサイクルしづらかったプラスチック製品でも堆肥化することで環境へのダメージを減らすことができるようになったのが、BioPBSの大きな意義ではないでしょうか」(渡辺氏)

さらに、そうしてできあがった堆肥を、土に入れ、植物の生育に役立てることで、「堆肥化循環」ができます。


生分解性プラスチック普及の課題

バイオPBSはその特性を活かして、農業分野での利用が進んでいます。その一つが、マルチフィルムでの利用です。畑で野菜を種や苗から育成する際に、畑の畝をマルチフィルムというシートで覆うことがあります。これを用いることで防虫・防草、地温の確保、土壌の乾燥防止、肥料などの流出防止など多様な効果が得られるため、広く利用されています。しかし、一般的なマルチフィルムは、作物の収穫後にフィルムを回収し、廃プラスチックとして焼却しなければなりませんでした。

「BioPBSなどの生分解性プラスチックをマルチフィルムに使用すれば、使用後はそのままトラクターで畑にすき込むことができます。土中のバクテリアが分解してくれるからです」(渡辺氏)。

このようにバイオPBSはエコロジーな素材ですが、技術的な課題も残されています。その一つが、海中での分解性が十分ではなかったことです。土中では微生物が分解してくれますが、微生物の量が比較的少ないとされる海中に流出した場合にマイクロプラスチック化してしまうのです。

これについては、同社のバイオPBSをベースに使用したコンパウンド樹脂が、既に海水中でも1〜2年で分解する生分解性プラスチックの開発に目処をつけており、欧州での認証取得を目指しています。海洋生分解性袋を試作しており、京急グループがビーチクリーン運動で用いるゴミ袋に採用されています。

とはいえ、生分解性プラスチックの普及には、まだまだ課題が少なくありません。現行のバイオPBSの販売価格は汎用のポリエチレンと比べて比較的高く、日本国内においては堆肥化循環に必要なコンポスト設備の普及率もまだまだ高くありません。

理想的な利用モデルの1つは、閉鎖環境下で回収可能な場所、例えばレストランやイベントで使用されるプラスチックをすべて生分解性樹脂にして、そこで出るゴミをまるごとコンポスト設備にかけて堆肥化することです。

「プラスチックは非常に便利なものなので私たちの生活の中から完全になくすことは難しいでしょう。しかし、植物由来で、かつ土に還してあげれば、石油も使わず、カーボンニュートラルに貢献できるのですから、環境負荷がまったく違ってきます。自然から生まれたものを私たちが便利に利用して、また自然に戻すことができるのです」(渡辺氏)。


文/野口直希
写真/嶺竜一



参考情報
・参考情報1:「特許第4380654号」の特許権者は「三菱化学株式会社」、発明の名称は「ポリエステル及びその製造方法」です。
・BioPBSは、ピーティーティー エムシーシー バイオケム カンパニー リミテッドの登録商標です。


▽おすすめ関連記事

こちらの記事もおすすめ(PR)